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一种测量液体金属中溶解氧电动势的传感器

成果类型：: 实用新型专利

发布时间: 2023-01-09 11:17:57

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 博士科技 | 2023-01-09 11:17:58
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

本实用新型提供了一种测量液体金属中溶解氧电动势的传感器，传感器包括：导线杆、密封机构、固态电解质陶瓷管、导线丝、参比电极、不锈钢保护套和不锈钢细丝；固态电解质陶瓷管的感测端内设置有参比电极，用于浸入待测液体金属；导线丝的两端分别与参比电极和导线杆位于密封机构内的一端连接；不锈钢细丝与不锈钢保护套连接并缠绕在固态电解质陶瓷管靠近感测端的外侧。

本实用新型通过在固态电解质陶瓷管的感测端内外分别设置参比电极和催化剂实现双侧催化，有利于提高传感器在低温下的测量灵敏度和准确度，拓展传感器的工作温度范围；固态电解质陶瓷管的开口端与密封机构密封连接并且远离高温液体金属，有利于传感器的长期稳定工作。

现有测量液态金属溶解氧含量的测量原理主要是基于氧浓差电池原理，即参比电极端的氧活度与被测端(即液体金属)的氧活度如果存在差异，会在固态电解质两侧形成电动势，通过准确测量该电动势再结合能斯特方程和相关热力学理论即可算出液态金属中的溶解氧含量。因此，测量液态金属溶解氧含量的关键是测量液体金属中溶解氧电动势，根据参比电极的不同，现有测量液态金属溶解氧电动势的传感器主要分为两类，一类是以空气作为参比电极，另一类是以金属/金属氧化物作为参比电极。以空气作为参比电极时，参比电极一般采用贵金属Pt作为催化剂，但其有效工作温度在300℃以上，而金属/金属氧化物参比电极由于对密封性要求较高而无法长期稳定使用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种测量液体金属中溶解氧电动势的传感器，旨在解决现有传感器以空气或者金属/金属氧化物作为参比电极，传感器的有效工作温度较高，对传感器的密封性要求较高，无法长期稳定使用等问题。

第一发明人简介：龚星，博士，深圳大学特聘副研究员，深圳市海外高层次人才。2008年和2011年在中南大学获得粉体材料科学与工程学士和硕士学位。2015年在比利时鲁汶大学（KU Leuven）和比利时核能研究中心（SCK·CEN）获得博士学位，期间从事欧盟加速器驱动液态铅铋冷却核嬗变快中子反应堆结构材料的液态金属腐蚀与脆化机理研究，随后留在SCK·CEN担任Scientific Collaborator，从事欧盟核电站延寿技术研究。

本实用新型通过在固态电解质陶瓷管的感测端内外分别设置参比电极和催化剂实现双侧催化，有利于提高传感器在低温下的测量灵敏度和准确度，拓展传感器的工作温度范围；固态电解质陶瓷管的开口端与密封机构密封连接并且远离高温液体金属，有利于传感器的长期稳定工作。

一次性转让，转让价格20万元起。